Sistem terbuka terdapat empat pengukuran umum aliran :
- Kecepatan aliran massa, m
- Kecepatan, Ů
- Kecepatan aliran molar, ń
- Kecepatan aliran Volumetrik, Q
Gambar 1. Keadaan massa dan energi terhadap sistem dan lingkungan
Hubungan pengukuran aliran,
M = M ń dan Q = u ∆
Dimana M adalah Massa Molar, aliran kecepatan massa dan molar berhubungan dengan kecepatan
M = u Aρ
Atau
Ń = u Aρ
Neraca Massa untuk sistem terbuka,
Dmcv/dt + ∆ (ρuA)ƒs = 0
Kontrol Volume yang terdiri dari massa fluida konstan dan bentuk pertama persamaan tersebut adalah 0, maka
∆ (ρuA)ƒs = 0
Ketika terdapat aliran masuk dan keluar tunggal, laju aliran massa m adalah sama untuk kedua aliran maka :
Ρ2 u 2A2– Ρ1 u 1A1 = 0
Atau m = konstan = Ρ2 u 2A2 = Ρ1 u 1A1
Karena volume spesifik berbanding terbalik dengan densitas, maka :
M = u 1A1/ V1 = u 2A2/ V2 = uA/ V
Neraca massa secara umum
d(mU) ev/dt = -∆ [ ( u + 0.5u2 + zg ) m ] ƒs + Q + laju kerja
Kerja benih pada sistem ketika semua bagian masuk dan keluar adalah
-∆ [ PV ) m ] ƒs
Sehingga
d(mU) ev/dt = -∆ [ ( u + 0.5u2 + zg ) m ] ƒs + Q – ∆ [ PV ) m ] ƒs + W
entalphi, H = U + PV, ditunjukkan :
d(mU) ev/dt = -∆ [ ( H + 0.5u2 + zg ) m ] ƒs + Q + W
dapat ditulis :
d(mU) ev/dt + ∆ [ ( H + 0.5u2 + zg ) m ] ƒs = Q + W
Keseimbangan Energi untuk Proses Aliran Pada Kondisi tetap
Kerja pemompa dan kesetimbangan energi umum, adalah kerja dalam proses, sehingga persamaan diatas menjadi
∆ [ ( H + 0.5u2 + zg ) m ] ƒs = Q + Ws
Flow rate massa m berlaku untuk kedua aliran, sehingga persamaan diatas menjadi :
∆ [ ( H + 0.5u2 + zg ) m ] ƒs = Q + Ws
∆ [ ( H + 0.5u2 + zg ) ] ƒs = Q /m+ Ws/m = Q + Ws
Atau
∆ H + ∆u2 /2+ g∆z = Q + Ws
Referring to,
Smith, J.M.; Van Ness, H.C.; Abbott, M. M. 2005. “INTRODUCTION TO CHEMICAL ENGINEERING THERMODYNAMICS 7th edition”. McGraw-Hill: New York.
Selesai ditulis di Malang, pada 24 November 2016
oleh Supriyono, S.T., M.T.